利用邻位羧基调控金属 / 多酚纳米过氧化物酶活性
2022-11-23 11:30:07
细菌及细菌生物膜引起的感染已经对人类的生产生活造成重大威胁。目前人类的许多疾病都与细菌生物膜感染有重大关联。常见的口腔疾病中，如龋齿、牙周炎等，主要由于细菌及细菌生物膜感染引起的。龋齿是一种典型的生物膜型疾病，主要由微生物产生的局部酸性环境引起，从而导致致龋细菌的快速生长和牙釉质的酸溶解，长此以来，会导致致龋生物膜产生，牙釉质磷灰石脱矿，最终导致龋齿的生成。由于生物膜的微酸环境以及难渗透性，传统的抗生素（例如洗必泰）对致龋生物膜的治疗有限，因此需要更适用的药物治疗龋齿。最近国科温州研究院刘勇研究员与温州医科大学附属口腔医院胡荣党教授合作开发了一种邻位含有羧基的金属/多酚（GA/Fe）纳米结构模拟过氧化物酶的材料，以题为“Neighboring Carboxylic Acid Boosts Peroxidase-Like Property of Metal-Phenolic Nano-Networks in Eradicating Streptococcus mutans Biofilms”的论文发表在期刊《Small》（IF: 15.153），原文链接 https://doi.org/10.1002/smll.202206657。
GA/Fe纳米结构在酸性条件下有非常好的类过氧化物酶活性，产生大量的ROS，从而可以高效杀死致龋细菌以及破坏生物膜。在该研究中，多酚的存在可以加速Fe2+向Fe3+的转化速度，从而加快ROS的产生。另一方面，作者们发现金属/多酚纳米结构的模拟过氧化物酶活性与多酚的结构有关，并且使用DFT理论计算证明，邻近的羧酸结构可以提高模拟过氧化物酶活性。GA/Fe纳米结构的类过氧化物酶活性具有明显的pH依赖性，在酸性条件下具有非常高的活性，可以与天然过氧化物酶HRP媲美。然而在弱酸以及中性条件下，GA/Fe纳米结构几乎没有类过氧化物酶活性。这一特异性使得GA/Fe纳米结构可以选择性的杀死口腔中的致龋细菌。相关工作国科温州研究院博士研究生王娅然与温州医科大学附属口腔医院硕士生周嘉楠为论文的共同第一作者，刘勇研究员、胡荣党教授以及李华平研究员为论文通讯作者。
此研究得到国家自然科学基金（基金号52003184，51933006，22103088，和51773099）、国科温州研究院启动基金（基金号 WIUCASQD2021022 和WIUCASQD2021019），浙江省临床检验诊断与转化研究重点实验室（基金号2022E10022）等资助支持。
